JP2605005B2 - Automatic tracking device in camera - Google Patents
Automatic tracking device in cameraInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、カメラ、とくにビデオカメラ用の自動焦
点検出又は自動焦点調節装置において，移動する被写体
に対する自動追尾装置に関し、とくにノイズに影響され
ないで安定に追尾動作を行うことができる手段に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tracking device for a moving object in a camera, particularly an automatic focus detection or automatic focus adjustment device for a video camera, and particularly to a stable tracking without being affected by noise. It relates to means capable of performing an operation.
（背景技術） ビデオカメラの映像信号を利用する自動焦点検出装置
については、例えば米国特許第2,831,057号明細書、特
公昭39-5265号公報又は特公昭46-17172号公報等多くの
提案がなされている。(Background Art) Many proposals have been made on an automatic focus detection device using a video signal of a video camera, such as, for example, U.S. Pat. No. 2,831,057, JP-B-39-5265 or JP-B-46-17172. I have.
また上記の方式中のひとつであるいわゆる山登り制御
方式については「NHK技術研究」第17巻第１号（通巻第8
6号）（昭和40年発行）の21頁石田ほかによる「山登り
サーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整」の論文
に、またこの山登り制御と後玉フォーカス駆動レンズと
を組み合わせた方式については昭和57年11月29日のテレ
ビジョン学会技術報告で半間ほかにより「輪郭検出オー
トフォーカス方式」としてそれぞれ詳細に発表されてい
る。The so-called hill-climbing control method, which is one of the above methods, is described in NHK Technical Research Vol. 17 No. 1 (Vol.
No. 6) (issued in 1965), page 21 by Ishida et al. On "Automatic Focus Adjustment of a TV Camera Using a Climbing Servo Method", and about Showa 57 about the method of combining this hill climbing control with a rear lens focus drive lens. In a technical report of the Institute of Television Engineers of Japan on November 29, 2005, the details were announced as "Contour Detection Autofocus Method" by each other.
ところで、この種の装置では、第１図（Ａ）に示すよ
うに測距視野が撮影画面中央部に固定されているため、
同図（Ｂ）に示すようにピントを合わせたい被写体（以
下目標被写体という）（この例では人物）が移動してし
まうと、この目標被写体とは異る距離にある物体（この
例では家屋）にピントが合い、目標被写体である人物が
ぼけてしまうという欠点がある。なお第１図及び後記第
２図は、無視差の自動焦点調節装置を具えるカメラで測
距した場合の画面を示すものである。By the way, in this type of apparatus, as shown in FIG. 1 (A), the distance measurement field of view is fixed at the center of the shooting screen.
When a subject to be focused (hereinafter referred to as a target subject) (person in this example) moves as shown in FIG. 2B, an object (house in this example) located at a different distance from the target subject is moved. There is a drawback that the person who is the target subject is blurred. FIG. 1 and FIG. 2, which will be described later, show screens when the distance is measured by a camera having an autofocusing device for negligence difference.
（目的） この発明は、従来の自動焦点検出装置の前述の欠点を
解消し、移動する被写体について自動的にその移動を検
出し、測距視野を被写体の移動に追尾して移動させて焦
点検出ないし焦点調節を行うに当たり、ノイズに影響さ
れないで安定に動作する自動追尾装置を提供することを
目的とする。(Purpose) The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the conventional automatic focus detection apparatus, automatically detects the movement of a moving subject, and moves the ranging field of view to follow the movement of the subject to perform focus detection. Another object of the present invention is to provide an automatic tracking device that operates stably without being affected by noise when performing focus adjustment.
（実施例による説明） 以下第２図ないし第７図等を参照して上記の目的を達
成するためこの発明において講じた手段について例示説
明する。下記の説明は、被追尾被写体の特徴を色信号情
報によって抽出する例について、この発明を適用した自
動追尾焦点検出機能の概要及びこの発明の自動追尾装置
の実施例の順序で行う。なおこの発明を実施するに当た
り、被写体の特徴抽出は、上記の色信号情報のみなら
ず、輝度信号情報、さらに形状、温度又は被写体中の特
徴あるコントラスト等その他の情報を利用して行うこと
ができる。(Explanation by Embodiment) Hereinafter, means taken in the present invention to achieve the above object will be described with reference to FIGS. 2 to 7 and the like. In the following description, an example of extracting a feature of a tracked subject by color signal information will be described in the order of an outline of an automatic tracking focus detection function to which the present invention is applied and an embodiment of the automatic tracking device of the present invention. In practicing the present invention, feature extraction of a subject can be performed using not only the above-described color signal information but also luminance signal information, and other information such as shape, temperature, or characteristic contrast in the subject. .
（この発明を適用した自動追尾焦点検出機能の概要）
（第２図〜第５図） 先ず、この発明を適用した自動追尾焦点検出機能の一
例についてその概要を説明すると、第１図（Ａ）の状態
にあった目標被写体（人物）が第２図（Ａ）に示すよう
に同一距離のまま画面右上方へ移動すると、後述の追尾
手段により、被写体の移動を自動的に検出し、測距視野
を第２図（Ａ）に示すように被写体の移動に追尾して移
動させ、この移動位置で焦点検出ないし焦点調節を行う
ものである。すなわち、被写体の特徴を表わすなんらか
のパラメータ、例えば被写体及び背景の色を、前記追尾
手段により設定された追尾視野に関して抽出し、この抽
出された特徴を記憶させ、この記憶された特徴と新たに
抽出された被写体の特徴とに基づいて被写体の移動の有
無，及び被写体が移動した場合にその移動方向又は移動
位置を検出して、前記の追尾視野を被写体の移動に追尾
して移動させ、また追尾視野の移動に伴って測距視野を
これと同じ位置関係で移動させるものである。したがっ
て、第２図は、被写体の移動と追尾視野の移動との関係
を示すものとみなすこともできる。なお追尾視野は被写
体の移動を判定する手段のひとつであって、通常は、測
距視野のようにファインダ画面等に表示し、これを介し
て被写体が観察されることはない。また追尾視野を仮り
に画面上に表示したとすれば、前述のように追尾視野と
測距視野とは画面上同じ位置関係で表示されるが、これ
らの大きさは、必要に応じ、追尾視野又は測距視野のど
ちらを大きくすることもできる。第２図（Ａ）では、距
離が同一であるから、撮影レンズのうちの合焦レンズを
調整することはないが、同図（Ｂ）では、被写体が画面
内の右上方へ移動するとともに距離も変化するので、測
距の結果に従って合焦レンズが移動する。したがって、
後述の追尾ゲート大きさ決定手段により追尾視野の大き
さを変化させ、つねにその被写体に適した大きさに保
ち、その状態で焦点検出ないし焦点調節を行う。ここ
で、被写体とカメラとの間の移動は相対的であるから、
上記の追尾作用は、カメラが固定されて被写体が移動す
る場合のほか、逆に被写体が停止してカメラが移動する
場合、あるいは両者がともに移動する場合にも有効に機
能し、また追尾視野の大きさは、被写体距離が変化する
場合のほか、レンズの焦点距離を変える場合にも調整す
ることができる。(Outline of automatic tracking focus detection function to which the present invention is applied)
(FIGS. 2 to 5) First, an outline of an example of an automatic tracking focus detection function to which the present invention is applied will be described. A target subject (person) in the state of FIG. When the user moves to the upper right of the screen with the same distance as shown in (A), the movement of the subject is automatically detected by the tracking means described later, and the range of view of the subject is measured as shown in FIG. 2 (A). It is moved following the movement, and focus detection or focus adjustment is performed at this movement position. That is, some parameters representing the characteristics of the subject, for example, the colors of the subject and the background are extracted with respect to the tracking field of view set by the tracking means, the extracted features are stored, and the stored features and the newly extracted features are extracted. Detecting the presence or absence of movement of the subject based on the characteristics of the subject, and detecting the direction or position of movement of the subject when the subject has moved, and moving the tracking field of view by following the movement of the subject; The distance measurement field of view is moved in the same positional relation as this moves. Therefore, FIG. 2 can be regarded as showing the relationship between the movement of the subject and the movement of the tracking visual field. Note that the tracking field of view is one of means for judging the movement of the subject, and is normally displayed on a finder screen or the like like a distance measuring field of view, and the subject is not observed through this. If the tracking field of view is displayed on the screen, the tracking field of view and the distance measurement field of view are displayed in the same positional relationship on the screen as described above. Alternatively, either of the distance measurement fields can be increased. In FIG. 2 (A), since the distance is the same, the focusing lens of the photographing lens is not adjusted. However, in FIG. 2 (B), the subject moves to the upper right in the screen and the distance is adjusted. Also changes, so that the focusing lens moves according to the result of the distance measurement. Therefore,
The size of the tracking field of view is changed by the tracking gate size determining means described later, and the size is always maintained at a size suitable for the subject, and focus detection or focus adjustment is performed in that state. Here, since the movement between the subject and the camera is relative,
The tracking function described above works effectively when the camera is fixed and the subject moves, or when the subject stops and the camera moves, or when both move together, The size can be adjusted not only when the subject distance changes but also when the focal length of the lens changes.
追尾視野は、原則として２次元の拡がりをもつもので
あるが、説明を簡単にするために、ここでは第３図
（Ａ）に示すように追尾視野が水平方向に延びる１次元
の拡がりをもつものであるとする。また追尾視野は、A,
B,Cの３部分（以下各部分を画素という）に分れている
とする。なお２次元の追尾視野を構成するには、例えば
同図の画素Ｂ又はA,B及びＣを中心にしてその上下に位
置する画素を設ければよい。上記の各画素から時系列信
号として得られる色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）
に、第４図に示すように、それぞれ、積分回路100a,100
b、サンプルホールド（S/H）回路101a,101b及びA/D変換
回路102a,102bによって積分、サンプルホールド及びA/D
変換の各処理を行って、それぞれメモリ103a,103bに記
憶させる。この記憶された値を、各画素A,B及びＣにつ
いて（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）の直交座標上にプロット
すると、例えば第５図に示すように表示される。図でＡ
0,B0及びＣ0の各点は、それぞれ、第３図（Ａ）のA,B及
びＣの各画素から抽出された信号を表わしている。ここ
で、画素Ｂからは被写体である人物の例えば服装のみを
表わす信号が、画素Ａ及びＣからは、それぞれ被写体の
服装と背景とを表わす信号が加算された信号が抽出され
るとする。さらに、同図で被写体の左側と右側とで背景
の色が異っているものとする。しだかって、点Ａ0とＣ0
とは、色差信号座標上の位置が異っている。The tracking visual field has a two-dimensional spread in principle, but for simplicity of description, here, the tracking visual field has a one-dimensional spread extending in the horizontal direction as shown in FIG. 3 (A). It is assumed that The tracking field of view is A,
It is assumed that the image is divided into three parts B and C (each part is hereinafter referred to as a pixel). In order to form a two-dimensional tracking field of view, for example, pixels located above and below the pixel B or A, B and C in FIG. Color difference signals (RY) and (BY) obtained as time-series signals from each of the above pixels
In addition, as shown in FIG.
b, sample and hold (S / H) circuits 101a and 101b and A / D conversion circuits 102a and 102b integrate, sample and hold, and A / D
Each conversion process is performed and stored in the memories 103a and 103b. When the stored values are plotted on the (RY) and (BY) orthogonal coordinates for each of the pixels A, B and C, they are displayed, for example, as shown in FIG. A in the figure
0, each point of B 0 and C 0, respectively, represent a signal extracted from each pixel of the A of FIG. 3 (A), B and C. Here, it is assumed that a signal representing only, for example, the clothes of the person as the subject is extracted from the pixel B, and a signal obtained by adding the signals representing the clothes of the subject and the background is extracted from the pixels A and C, respectively. Further, it is assumed that the background color is different between the left side and the right side of the subject in FIG. Eventually, points A 0 and C 0
Is different from the position on the color difference signal coordinates.
そして、第３図（Ａ）に示す被写体が、同図（Ｂ）に
示すように画面内で右方向へ移動すると、画素Ａ及びＣ
内に占める被写体と背景の割合が変化する結果、画素Ａ
及びＣから得られる信号は、第５図Ａ1及びＣ1に示すよ
うにそれぞれ変化する。一方、画素Ｂは第３図（Ｂ）に
示すように被写体内にとどまっているので、その服装が
ほぼ単色であるとすれば、画素Ｂから得られる信号はほ
とんど変化しない。したがって、ここでは、簡単のため
にＢ1＝Ｂ0とする。この場合、第５図に示すように、点
Ｃ1は点Ｂ0（＝Ｂ1）に近づき、点Ａ1は点Ｂ0（＝Ｂ1）
から遠ざかるので、線分Ｂ1Ｃ1は線分Ｂ0Ｃ0より小さく
なり、線分Ａ1Ｂ1は線分Ａ0Ｂ0より大きくなる。逆に、
線分Ｂ1Ｃ1が線分Ｂ0Ｃ0より大きくなり、線分Ａ1Ｂ1が
線分Ａ0Ｂ0より小さくなる場合は、被写体が第３図
（Ｂ）で左方向へ移動していることになる。なお被写体
の左右両側で背景の色が同じであるとすれば、被写体が
画面内で第３図（Ｂ）の右方向へ移動するとき上記の点
Ａ1は線分Ａ0Ｂ0の延長線上に位置を占め、点Ｃ1は線分
Ｂ0Ｃ0上に位置を占めることになる。この発明は、上記
どちらの場合にも適用することができる。Then, when the subject shown in FIG. 3A moves rightward in the screen as shown in FIG.
As a result of the change in the ratio of the subject and the background
And a signal obtained from C changes respectively, as shown in FIG. 5 A 1 and C 1. On the other hand, since the pixel B stays within the subject as shown in FIG. 3 (B), the signal obtained from the pixel B hardly changes if the clothing is substantially monochromatic. Therefore, it is assumed here that B 1 = B 0 for simplicity. In this case, as shown in FIG. 5, point C 1 approaches point B 0 (= B 1 ), and point A 1 becomes point B 0 (= B 1 ).
, The line segment B 1 C 1 becomes smaller than the line segment B 0 C 0 , and the line segment A 1 B 1 becomes larger than the line segment A 0 B 0 . vice versa,
When the line segment B 1 C 1 is larger than the line segment B 0 C 0 and the line segment A 1 B 1 is smaller than the line segment A 0 B 0 , the subject moves to the left in FIG. 3 (B). Will be. Note if the color of the background on the left and right sides of the object are the same, the subject is an extension of the point A 1 of the line segment A 0 B 0 when moving to the right in FIG. 3 (B) in the screen , And the point C 1 occupies a position on the line segment B 0 C 0 . The present invention can be applied to both cases.
（この発明の自動追尾装置の実施例）（第６図、第７
図） 第６図は、この発明の自動車追尾装置の一実施例を示
し、図において撮影光学系は、合焦レンズ１、ズーム系
レンズ２、絞り３及びリレーレンズ４からなり、被写体
像は撮像素子５（例えばC.C.D.）上で受光される。６は
クロック信号発生回路であり、その出力は分周器７で所
要の比率に分周され、この分周出力が後述の撮像素子駆
動回路８、追尾ゲート設定回路11及び測距ゲート設定回
路16に付与される。撮像素子５は、撮像素子駆動回路８
により駆動されて時系列信号が出力され、この出力は信
号処理回路９で所要の同期信号合成、変調及び補正処理
を受け、出力ビデオ信号例えばNTSC信号が形成される。
これらの処理は、当業者に周知であるので、その詳細な
説明を省略する。なお以下の説明では、出力ビデオ信号
がNTSC信号であるとする。(Embodiment of Automatic Tracking Apparatus of the Invention) (FIG. 6, FIG. 7)
FIG. 6 shows an embodiment of the vehicle tracking apparatus according to the present invention. In the figure, the photographing optical system comprises a focusing lens 1, a zoom system lens 2, an aperture stop 3, and a relay lens 4, and a subject image is picked up. Light is received on the element 5 (for example, a CCD). Reference numeral 6 denotes a clock signal generation circuit whose output is frequency-divided by a frequency divider 7 at a required ratio. This frequency-divided output is used as an image sensor driving circuit 8, a tracking gate setting circuit 11, and a distance measuring gate setting circuit 16 to be described later. Is given to The imaging device 5 includes an imaging device driving circuit 8
To output a time-series signal. This output is subjected to necessary synchronizing signal synthesis, modulation and correction processing in a signal processing circuit 9 to form an output video signal, for example, an NTSC signal.
Since these processes are well known to those skilled in the art, detailed descriptions thereof will be omitted. In the following description, it is assumed that the output video signal is an NTSC signal.
信号処理回路９は、同時に、色差信号（Ｒ−Ｙ）及び
（Ｂ−Ｙ）を追尾ゲート（追尾視野に対応する）設定回
路11及び測距ゲート設定回路16に出力する。追尾ゲート
設定回路11の出力は色検出回路12に供給されて、被写体
の色が検出され、これが例えば不図示のスイッチ等の手
動による機械的入力手段を介してメモリ13に記憶され
る。なお色検出回路12は、第４図に示す積分回路100、
サンプルホールド回路101及びA/D変換回路102を含むも
のである。上記の処理は、テレビジョン信号の１フィー
ルドの期間である1/60秒の間に又はその数フィールド分
の期間の間にその平均値に従って行われる。以下両者を
一括して１フィールドの期間に処理されるとして説明す
る。At the same time, the signal processing circuit 9 outputs the color difference signals (RY) and (BY) to the tracking gate (corresponding to the tracking visual field) setting circuit 11 and the distance measuring gate setting circuit 16. The output of the tracking gate setting circuit 11 is supplied to a color detection circuit 12, where the color of the subject is detected, and this is stored in the memory 13 via manual mechanical input means such as a switch (not shown). The color detection circuit 12 includes an integration circuit 100 shown in FIG.
It includes a sample hold circuit 101 and an A / D conversion circuit 102. The above processing is performed according to the average value during 1/60 second, which is the period of one field of the television signal, or during the period of several fields. In the following, a description will be given assuming that both are collectively processed during one field period.
次の１フィールドでは、新たに抽出された信号とメモ
リ13に記憶されている信号とが移動判定回路14で比較さ
れ、被写体の移動の有無及び被写体が移動する場合の移
動方向が検知される。移動があった場合には、ゲート移
動回路15によって追尾ゲート設定回路11を制御して追尾
視野を移動させ、次の１フィールドで同様の演算を行
い、以後追尾が完了するまで上記の処理をくり返す。In the next one field, the newly extracted signal and the signal stored in the memory 13 are compared by the movement determination circuit 14, and the presence or absence of movement of the subject and the direction of movement when the subject moves are detected. If there is a movement, the tracking field is moved by controlling the tracking gate setting circuit 11 by the gate moving circuit 15, and the same calculation is performed in the next one field. Thereafter, the above processing is repeated until the tracking is completed. return.
追尾が完了した時点でゲート移動回路15によって、測
距ゲート設定回路16により設定される測距視野を追尾視
野と同じ関係位置に設定し、この測距視野内の映像信号
（信号処理回路９の出力）を用いて自動焦点調節（AF）
回路17で、例えば山登り制御等の公知の手段によって焦
点検出を行い、その出力によってモータＭを駆動し、合
焦レンズ１の位置を制御する。When the tracking is completed, the gate moving circuit 15 sets the distance measurement field set by the distance measurement gate setting circuit 16 to the same relational position as the tracking field of view, and sets the video signal (the signal processing circuit 9 Output) using auto focus (AF)
In the circuit 17, focus detection is performed by known means such as hill-climbing control, and the output of the circuit M drives the motor M to control the position of the focusing lens 1.
第６図において、Ｐ1は合焦レンズ１の位置（被写体
距離に相当する）の絶対位置を検出するポジションセン
サ、Ｐ2はズーム系レンズ２の位置（焦点距離に相当す
る）の絶対位置を検出するポジションセンサであり、こ
れらの信号に基づいて追尾ゲート大きさ決定回路10が追
尾ゲート設定回路11及び測距ゲート設定回路16を制御
し、それぞれ追尾視野及び測距視野の大きさを定める。
いま、撮影レンズの焦点距離をｆ、被写体距離をＲ、撮
像面の長手方向の寸法をｙ、追尾視野長（第３図（Ａ）
の画素A,B,Cの合計の長さ）をｌ、追尾視野長の被写体
上での長さをＷ、l/y＝ｋとおくと、ｋ＝fW/Ryで与えら
れる。数値例を掲げると、ｆ＝30mm、Ｒ＝5000mm、ｙ＝
8.8mmとし、追尾被写体が大人の場合としてＷ＝500mmと
すると ｋ＝0.34 となる。ここでｙは撮像素子、例えばC.C.D.の大きさに
よって、Ｗは被追尾被写体によって定まるので、ポジシ
ョンセンサＰ1、Ｐ2の出力値から上記の式によりｋを追
尾ゲート大きさ決定回路10で演算すれば、つねに被写体
に対して最適の大きさの追尾視野が得られる。In FIG. 6, P 1 is a position sensor for detecting the absolute position of the focusing lens 1 (corresponding to the subject distance), and P 2 is the absolute position of the position of the zoom lens 2 (corresponding to the focal length). The tracking gate size determination circuit 10 controls the tracking gate setting circuit 11 and the distance measurement gate setting circuit 16 based on these signals to determine the size of the tracking field of view and the distance measurement field of view, respectively.
Now, the focal length of the taking lens is f, the subject distance is R, the longitudinal dimension of the imaging surface is y, and the tracking field length (FIG. 3A)
If the total length of the pixels A, B, and C) is 1, the length of the tracking field of view on the subject is W, and l / y = k, then k = fW / Ry. As a numerical example, f = 30 mm, R = 5000 mm, y =
Assuming that the object to be tracked is an adult and W = 500 mm, k = 0.34. Here, y is determined by the size of an image sensor, for example, a CCD, and W is determined by an object to be tracked. Therefore, k is calculated by the tracking gate size determination circuit 10 from the output values of the position sensors P 1 and P 2 by the above equation. If this is the case, an optimally large tracking field of view for the subject can always be obtained.
第７図は、前述の色検出回路12、メモリ13及び移動判
定回路14の詳細を示すものてあって、第６図の追尾ゲー
ト設定回路11を通った画素Ａ及びＢそれぞれの（Ｒ−
Ｙ）信号及び（Ｂ−Ｙ）信号から距離演算回路21により
第５図の（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）座標上の線分Ａ0Ｂ0
の長さＤA0・B0が求められ、メモリ22に記憶される。次
のフィールドの信号から、同様にしてＤA1・B1又はＤ
A1・B0が求められる。ここで、簡単のためにＢ1＝Ｂ0で
ある場合を考えると、 ＤA1・B1＝ＤA1・B0 であり、割算器23で ＤA1・B1/DA0・B0 が算出される。この値が、しきい値設定器24が設定する
第１のしきい値と比較回路25で比較され、しきい値を超
える変化があると移動判定回路14に“1"を出力する。同
様にして、距離演算回路31から比較回路35までの回路に
よって ＤC1・B1/DC0・B0 が算出され、これに第２のしきい値を超える変化がある
と比較回路35から移動判定回路14に“1"を出力する。具
体的な数値例について説明すると、第５図に示す設例で
は、第１及び第２のしきい値をともに２として、 ＤA1・B1/DA0・B0＝2.2, ＤC1・B1/DC0・B0＝0.36 であるので、比較回路25のみが“1"を出力する。この場
合は、移動判定回路14がゲート設定タイミングを所定時
間（例えばNTSC方式の場合１水平走査周期の1/125程
度）だけ遅らせる信号を発生する。逆に比較回路35のみ
が“1"を出力する場合は、移動判定回路14がゲート設定
タイミングを上記の所定時間だけ早める信号を発生す
る。後者は、被写体が第３図で左方向へ移動した場合で
ある。したがって、比較回路25又は35の出力“1"に応じ
て移動判定回路14がゲート設定タイミングを例えば上記
の所定時間だけ変化させる信号を発生し、この信号に応
じてゲート移動回路15が前述のようにゲート設定回路11
及び16を制御することにより、追尾視野及び測距視野を
被写体が移動する方向へ移動させ、その位置で焦点検出
を行うことができる。なお被写体の移動に追尾して追尾
視野が新たに移動した位置でメモリ22及び32に記憶され
る値を順次更新して同様な処理をくり返すようにするこ
ともできる。FIG. 7 shows the details of the color detection circuit 12, the memory 13 and the movement determination circuit 14 described above. Each of the pixels A and B passing through the tracking gate setting circuit 11 shown in FIG.
From the (Y) signal and the (BY) signal, the distance calculation circuit 21 uses the line segment A 0 B 0 on the (RY) and (BY) coordinates in FIG.
Length D A0 · B0 is determined and stored in the memory 22. From the signal of the next field, D A1 · B1 or D
A1 · B0 is required. Here, considering the case of B 1 = B 0 for simplicity, D A1 · B 1 = D A1 · B 0 , and the divider 23 calculates D A1 · B 1 / D A0 · B 0 . This value is compared with the first threshold value set by the threshold value setting unit 24 by the comparison circuit 25, and when there is a change exceeding the threshold value, "1" is output to the movement determination circuit 14. Similarly, DC 1 · B 1 / DC 0 · B 0 are calculated by the circuits from the distance calculation circuit 31 to the comparison circuit 35, and if there is a change exceeding the second threshold value, the comparison circuit 35 moves to the movement determination circuit. "1" is output to 14. Explaining a specific numerical example, in the example shown in FIG. 5, the first and second thresholds are both set to 2 and DA1 / B1 / DA0 / B0 = 2.2, DC1 / B1 / DC0. -Since B0 = 0.36, only the comparison circuit 25 outputs "1". In this case, the movement determination circuit 14 generates a signal for delaying the gate setting timing by a predetermined time (for example, about 1/125 of one horizontal scanning cycle in the case of the NTSC system). Conversely, when only the comparison circuit 35 outputs “1”, the movement determination circuit 14 generates a signal that advances the gate setting timing by the above-described predetermined time. The latter is a case where the subject has moved leftward in FIG. Therefore, in response to the output “1” of the comparison circuit 25 or 35, the movement determination circuit 14 generates a signal that changes the gate setting timing by, for example, the above-described predetermined time, and the gate movement circuit 15 responds to this signal as described above. Gate setting circuit 11
And 16, the tracking field of view and the distance measurement field of view are moved in the direction in which the subject moves, and focus detection can be performed at that position. It is also possible to sequentially update the values stored in the memories 22 and 32 at the position where the tracking field of view newly moves following the movement of the subject, and repeat the same processing.
上記のように、第６図及び第７図に示すこの発明の実
施例では、色検出回路12内に含まれる積分回路（第４図
の100a,100bに相当）によって色差信号（Ｒ−Ｙ）及び
（Ｂ−Ｙ）をそれぞれ積分し、この積分された信号がメ
モリ13に記憶されるとともに、新たに抽出され、積分さ
れた（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）信号とメモリ13に記憶さ
れた信号とが移動判定回路14で比較され、被追尾被写体
の移動の有無、及び被追尾被写体が移動した場合の移動
方向ないし移動位置が検出されるので、ノイズに影響さ
れることなく安定な追尾動作を行うことができる。As described above, in the embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 and 7, the color difference signal (RY) is obtained by the integration circuit (corresponding to 100a and 100b in FIG. 4) included in the color detection circuit 12. And (B−Y), and the integrated signal is stored in the memory 13, and the newly extracted and integrated (R−Y) and (B−Y) signals are stored in the memory 13. The movement of the tracked object is detected by the movement determination circuit 14 to determine whether or not the tracked object has moved, and the direction or position of movement when the tracked object has moved, so that the signal is stable without being affected by noise. A tracking operation can be performed.
（効果） 以上述べたように、本願によれば、撮影レンズによっ
て撮像面に結像された被写体像を光電変換して撮像信号
を出力する撮像手段と、前記撮像面内において、複数の
領域からなる追尾視野を設定する設定手段と、前記追尾
視野内における前記撮像信号中より、前記複数の領域か
らそれぞれ色信号成分を抽出し、ノイズを除去する積分
手段を介して取り出された平均色信号成分の所定の色信
号座標上における位置を、前記追尾視野内における被写
体像の特徴として抽出する抽出手段と、前記抽出手段に
よって抽出された前記追尾視野内における前記被写体像
の特徴を表す、前記色信号座標上における前記各領域内
における平均色信号成分の位置の情報を記憶する記憶手
段と、前記記憶手段に記憶された前記被写体像の特徴を
表す前記各領域内における平均色信号成分の前記色信号
座標上における位置の情報に基づいて、前記領域間の前
記色信号座標上における距離をもとめ、前記抽出手段よ
り新たに抽出された前記被写体像の特徴を表す前記各領
域内における平均色信号成分の前記色信号座標上におけ
る位置の情報に基づいて、前記領域間の前記色信号座標
上における距離をもとめ、前記２つの距離を比較して、
その比がしきい値を越えたことに基づいて、前記被写体
像と前記追尾視野との相対的な移動の有無およびその方
向を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づい
て前記設定手段を制御し、前記追尾視野の前記撮像面内
における設定位置を移動することにより、前記追尾視野
を前記被写体像の移動に追従させて移動する制御手段
と、前記追尾視野の設定位置に測距視野を設定するとと
もに、該測距視野内に相当する前記撮像信号中より焦点
状態に応じて変化する焦点信号を抽出して前記撮影レン
ズの焦点調節を行う焦点調節手段とを備え、前記撮像手
段より出力された撮像信号に基づいて、前記撮像面内に
おける前記被写体像に対する追尾動作と、前記被写体に
対する焦点調節動作とを並行して行い得るように構成し
たので、ノイズに影響されることなく安定な追尾動作を
行うことができる。(Effects) As described above, according to the present application, an imaging unit that photoelectrically converts a subject image formed on an imaging surface by an imaging lens and outputs an imaging signal, and a plurality of regions in the imaging surface. Setting means for setting a tracking field of view, and an average color signal component extracted through integration means for extracting color signal components from each of the plurality of regions from the imaging signals in the tracking field of view and removing noise. Extracting means for extracting a position on the predetermined color signal coordinates as a feature of the subject image in the tracking visual field, and the color signal representing the feature of the subject image in the tracking visual field extracted by the extracting means. Storage means for storing information on the position of the average color signal component in each of the regions on the coordinates; and Based on information on the position of the average color signal component in the area on the color signal coordinates, the distance on the color signal coordinates between the areas is determined, and the characteristics of the subject image newly extracted by the extraction means are determined. Based on information on the position of the average color signal component on the color signal coordinates in each of the represented regions, determine the distance on the color signal coordinates between the regions, and compare the two distances,
Detecting means for detecting the presence or absence and the direction of relative movement between the subject image and the tracking visual field based on the ratio exceeding a threshold value, and the setting means based on an output of the detecting means Control means for moving the tracking field of view by moving the set position of the tracking field of view in the imaging plane, thereby moving the tracking field of view in accordance with the movement of the subject image. And a focus adjusting means for adjusting a focus of the photographing lens by extracting a focus signal that changes in accordance with a focus state from the imaging signal corresponding to the range-finding field of view. Since the tracking operation for the subject image in the imaging plane and the focus adjustment operation for the subject can be performed in parallel based on the output imaging signal, noise It is possible to perform stable tracking operation without being.
また追尾視野の設定位置に測距視野を設定して焦点調
節を行うことにより、常に移動する被写体像に正確に焦
点を合わせ続けることができるとともに、常に焦点の合
った状態で被写体像の移動を検出できるため追尾精度を
向上することができるといった相乗効果を有するもので
ある。In addition, by setting the distance measurement field of view at the set position of the tracking field of view and adjusting the focus, it is possible to keep the focus on the constantly moving subject image accurately, and to move the subject image while always in focus. Since it can be detected, it has a synergistic effect that the tracking accuracy can be improved.
第１図は従来のカメラにおける測距視野と被写体像との
関係を示すもので同図（Ａ）は測距視野と被写体像とが
一致している場合，同図（Ｂ）は被写体が移動した場合
をそれぞれ示す説明図、第２図はこの発明を実施したカ
メラにおける測距視野と被写体像との関係を示すもので
同図（Ａ）は被写体が同一距離で画面内を移動した場
合、同図（Ｂ）は被写体が画面内を移動し、かつその距
離が遠ざかった場合をそれぞれ示す説明図、第３図
（Ａ）はこの発明の実施した自動追尾装置において追尾
視野を分割した場合の追尾視野と被写体像との関係を示
す説明図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）において被写体が画
面内を移動した状態を示す説明図、第４図は第３図の分
割された視野から得られる信号を処理する装置のブロッ
ク図、第５図は第４図の装置から得られる信号を２次元
平面上にブロックした状況を示す説明図、第６図はこの
発明の自動追尾装置の一実施例における光学系及び電気
制御系を組み合わせて示すブロック図、第７図は第６図
の装置の要部の詳細を示すブロック図である。 符号の説明 1:合焦レンズ、2:ズーム系レンズ、5:撮像素子、8:撮像
素子駆動回路、9:信号処理回路、11:追尾ゲート設定回
路、12:色検出回路、13:メモリ、14:移動判定回路、15:
ゲート移動回路、16:測距ゲート設定回路、17:自動焦点
調節回路。FIG. 1 shows the relationship between the distance measurement field of view and the subject image in a conventional camera. FIG. 1A shows a case where the distance measurement field of view and the subject image match, and FIG. FIG. 2 shows the relationship between the distance measurement field of view and the subject image in the camera embodying the present invention. FIG. 2A shows the case where the subject moves within the screen at the same distance. FIG. 3B is an explanatory diagram showing a case where the subject moves within the screen and the distance is long, and FIG. 3A is a diagram showing a case where the tracking field of view is divided by the automatic tracking device according to the present invention. FIG. 4B is an explanatory diagram showing a relationship between a tracking visual field and a subject image, FIG. 4B is a schematic diagram showing a state in which the subject has moved in the screen in FIG. 4A, and FIG. 4 is a divided visual field in FIG. FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for processing a signal obtained from FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a situation in which a signal obtained from a device is blocked on a two-dimensional plane, FIG. 6 is a block diagram showing a combination of an optical system and an electric control system in an embodiment of the automatic tracking device of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a block diagram showing details of a main part of the apparatus shown in FIG. Description of symbols 1: focus lens, 2: zoom lens, 5: image sensor, 8: image sensor drive circuit, 9: signal processing circuit, 11: tracking gate setting circuit, 12: color detection circuit, 13: memory, 14: Movement judgment circuit, 15:
Gate moving circuit, 16: distance measuring gate setting circuit, 17: automatic focus adjustment circuit.
フロントページの続き (72)発明者 藤原 昭広 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 網蔵 孝 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 金田 直也 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 武井 正弘 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−183186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−132213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−2679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−64220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−79626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−98913（ＪＰ，Ａ)Continued on the front page (72) Inventor Akihiro Fujiwara 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi Within Canon Tamagawa Works (72) Inventor Takashi Azoura 770 Shimo-noge, Takatsu-ku Kawasaki-shi Canon Inc. Tamagawa Works, Inc. (72) Inventor Naoya Kaneda 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki Canon Inc. Tamagawa Works (72) Inventor Masahiro Takei 770 Shimonoge, Takatsu-ku Kawasaki City Canon Tamagawa Works (56) References JP 57-183186 (JP, A) JP-A-53-132213 (JP, A) JP-A-58-2679 (JP, A) JP-A-52-64220 (JP, A) JP-A-48-79626 (JP, A) JP-A-49-1979 98913 (JP, A)
Claims (1)
写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像面内において、複数の領域からなる追尾視野を
設定する設定手段と、 前記追尾視野内における前記撮像信号中より、前記複数
の領域からそれぞれ色信号成分を抽出し、ノイズを除去
する積分手段を介して取り出された平均色信号成分の所
定の色信号座標上における位置を、前記追尾視野内にお
ける被写体像の特徴として抽出する抽出手段と、 前記抽出手段によって抽出された前記追尾視野内におけ
る前記被写体像の特徴を表す、前記色信号座標上におけ
る前記各領域内における平均色信号成分の位置の情報を
記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記被写体像の特徴を表す前
記各領域内における平均色信号成分の前記色信号座標上
における位置の情報に基づいて、前記領域間の前記色信
号座標上における距離をもとめ、前記抽出手段より新た
に抽出された前記被写体像の特徴を表す前記各領域内に
おける平均色信号成分の前記色信号座標上における位置
の情報に基づいて、前記領域間の前記色信号座標上にお
ける距離をもとめ、前記２つの距離を比較して、その比
がしきい値を越えたことに基づいて、前記被写体像と前
記追尾視野との相対的な移動の有無およびその方向を検
出する検出手段と、 前記検出手段の出力に基づいて前記設定手段を制御し、
前記追尾視野の前記撮像面内における設定位置を移動す
ることにより、前記追尾視野を前記被写体像の移動に追
従させて移動する制御手段と、 前記追尾視野の設定位置に測距視野を設定するととも
に、該測距視野内に相当する前記撮像信号中より焦点状
態に応じて変化する焦点信号を抽出して前記撮影レンズ
の焦点調節を行う焦点調節手段とを備え、 前記撮像手段より出力された撮像信号に基づいて、前記
撮像面内における前記被写体像に対する追尾動作と、前
記被写体に対する焦点調節動作とを並行して行い得るよ
うに構成したことを特徴とするカメラにおける自動追尾
装置。An imaging unit configured to photoelectrically convert a subject image formed on an imaging surface by an imaging lens to output an imaging signal; and a setting unit configured to set a tracking field of view including a plurality of regions in the imaging surface. A position on a predetermined color signal coordinate of an average color signal component extracted through an integrating means for extracting a color signal component from each of the plurality of regions from the imaging signal in the tracking visual field and removing noise. Extracting means for extracting a feature of the subject image in the tracking field of view, and representing the feature of the subject image in the tracking field of view extracted by the extracting means, the average in each of the regions on the color signal coordinates. Storage means for storing information on the position of the color signal component; and an average color signal component in each of the regions representing the characteristics of the subject image stored in the storage means. Based on the information on the position on the color signal coordinates of the minute, the distance on the color signal coordinates between the regions is determined, and the distance within each of the regions representing the characteristics of the subject image newly extracted by the extraction means is obtained. Based on information on the position of the average color signal component on the color signal coordinates, the distance between the regions on the color signal coordinates is determined, the two distances are compared, and the ratio exceeds the threshold. Detecting means for detecting the presence or absence and the direction of relative movement between the subject image and the tracking visual field, and controlling the setting means based on an output of the detecting means,
By moving a set position of the tracking field within the imaging plane, the control unit moves the tracking field in accordance with the movement of the subject image, and sets a ranging field at a set position of the tracking field. Focusing means for extracting a focus signal that changes in accordance with a focus state from the imaging signal corresponding to the range-finding field of view and adjusting the focus of the photographing lens, wherein the imaging output from the imaging means is provided. An automatic tracking device for a camera, wherein a tracking operation for the subject image in the imaging plane and a focus adjustment operation for the subject can be performed in parallel based on a signal.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111963A JP2605005B2 (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Automatic tracking device in camera |
| US07/569,371 US5031049A (en) | 1984-05-25 | 1990-08-14 | Automatic object image follow-up device |
| US07/860,289 US5204749A (en) | 1984-05-25 | 1992-03-20 | Automatic follow-up focus detecting device and automatic follow-up device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111963A JP2605005B2 (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Automatic tracking device in camera |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254108A JPS60254108A (en) | 1985-12-14 |
| JP2605005B2 true JP2605005B2 (en) | 1997-04-30 |
Family
ID=14574528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111963A Expired - Lifetime JP2605005B2 (en) | 1984-05-25 | 1984-05-31 | Automatic tracking device in camera |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605005B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04246788A (en) * | 1991-02-01 | 1992-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mobile body identifier |
| WO2006082967A1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Imaging device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5927142B2 (en) * | 1975-11-21 | 1984-07-03 | フジタ タカユキ | TV camera |
| JPS582679A (en) * | 1981-06-29 | 1983-01-08 | Nec Corp | Image processor |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59111963A patent/JP2605005B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60254108A (en) | 1985-12-14 |
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